FR3141421A1 - Device for charging/discharging vehicle battery modules - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un dispositif de chargement/déchargement de modules de batterie de véhicule, ledit dispositif comprenant un logement délimité par des parois et configuré pour recevoir plusieurs modules d’une batterie, lequel logement est pourvu d’une trappe d’accès et dans lequel les modules ont une capacité de déplacement dans ledit logement entre une position d’utilisation dans laquelle ils sont installés dans ledit logement et une position de chargement/déchargement dans laquelle ils sont préhensibles depuis la trappe d’accès. Et dans lequel :- le logement comprend un ou plusieurs rails de guidage,- chaque module est équipé d’un ou plusieurs éléments de roulement ou de glissement qui coopèrent avec le ou les rails de sorte que les parois dudit module ne soient pas en contact avec les parois du logement lors de son déplacement entre la position d’utilisation et la position de chargement/déchargement.The invention relates to a device for loading/unloading vehicle battery modules, said device comprising a housing delimited by walls and configured to receive several modules of a battery, which housing is provided with an access hatch and in in which the modules have a capacity to move in said housing between a position of use in which they are installed in said housing and a loading/unloading position in which they can be grasped from the access hatch. And in which: - the housing comprises one or more guide rails, - each module is equipped with one or more rolling or sliding elements which cooperate with the rail(s) so that the walls of said module are not in contact with the walls of the housing during its movement between the use position and the loading/unloading position.
Description
L'invention a pour objet un dispositif de chargement/déchargement de modules de batterie de véhicule. Elle concerne également un véhicule et une borne intégrant un tel dispositif.The subject of the invention is a device for loading/unloading vehicle battery modules. It also relates to a vehicle and a terminal integrating such a device.
Elle concerne le domaine technique des dispositifs permettant un changement rapide de modules de batterie embarqués dans un véhicule.It concerns the technical field of devices allowing rapid change of battery modules embedded in a vehicle.
Les batteries de véhicule hybrides ou électriques comprennent généralement plusieurs modules connectés entre eux de manière à pouvoir délivrer ensemble une puissance électrique requise. De nombreux problèmes sont actuellement associés à la recharge de ces batteries. Tout d’abord, il existe peu de bornes de recharges dans l’espace public. En outre, il faut un temps relativement important (pouvant atteindre plusieurs heures) pour recharger complètement la batterie.Hybrid or electric vehicle batteries generally include several modules connected together so that they can together deliver the required electrical power. There are currently many problems associated with recharging these batteries. First of all, there are few charging stations in public spaces. Additionally, it takes a relatively long time (up to several hours) to fully recharge the battery.
L’art antérieur divulgue des solutions aux problèmes susmentionnés. Certaines de ces solutions consistent non pas à recharger les batteries, mais à la remplacer aisément. Le document brevet US10232722 divulgue par exemple un dispositif de chargement/déchargement de modules de batterie dans lequel les modules sont cylindriques. Ces modules cylindriques peuvent rouler, mais sans réel contrôle de leur déplacement. Dans le document brevet US10981465, les modules sont robotisés pour se déplacer de manière autonome. Il s’agit toutefois davantage de dispositifs expérimentaux qui sont particulièrement complexes à réaliser et très onéreux. Le document brevet DE102005053305 divulgue un autre dispositif dans lequel la batterie entière est chargée/déchargée du véhicule. Aussi, il est nécessaire d’aménager une trappe d’accès relativement encombrante sur le véhicule, de sorte qu’en pratique, cette solution peut difficilement être adaptée à des véhicules classiques.The prior art discloses solutions to the aforementioned problems. Some of these solutions consist not of recharging the batteries, but of easily replacing them. Patent document US10232722 discloses for example a device for loading/unloading battery modules in which the modules are cylindrical. These cylindrical modules can roll, but without real control of their movement. In patent document US10981465, the modules are robotic to move autonomously. However, these are more experimental devices which are particularly complex to produce and very expensive. Patent document DE102005053305 discloses another device in which the entire battery is charged/discharged from the vehicle. Also, it is necessary to fit a relatively bulky access hatch on the vehicle, so that in practice, this solution can hardly be adapted to conventional vehicles.
L’invention vise à remédier à tout ou partie des inconvénients précités. En particulier, un objectif de l’invention est de proposer un dispositif de chargement/déchargement de modules de batterie qui soit de conception simple, peu onéreuse et dont l’installation soit aisée. Un autre objectif de l’invention est de proposer un dispositif de chargement/déchargement de modules de batterie qui conviennent à des modules de batteries existants, avec un minimum de modifications.The invention aims to remedy all or part of the aforementioned drawbacks. In particular, an objective of the invention is to propose a device for loading/unloading battery modules which is simple in design, inexpensive and easy to install. Another objective of the invention is to provide a device for loading/discharging battery modules which are suitable for existing battery modules, with a minimum of modifications.
La solution proposée par l’invention est un dispositif de chargement/déchargement de modules de batterie de véhicule, ledit dispositif comprenant un logement délimité par des parois et configuré pour recevoir plusieurs modules d’une batterie, lequel logement est pourvu d’une trappe d’accès et dans lequel les modules ont une capacité de déplacement dans ledit logement entre une position d’utilisation dans laquelle ils sont installés dans ledit logement et une position de chargement/déchargement dans laquelle ils sont préhensibles depuis la trappe d’accès. Et dans lequel :
- le logement comprend un ou plusieurs rails de guidage,
- chaque module est équipé d’un ou plusieurs éléments de roulement ou de glissement qui coopèrent avec le ou les rails de sorte que les parois dudit module ne soient pas en contact avec les parois du logement lors de son déplacement entre la position d’utilisation et la position de chargement/déchargement.The solution proposed by the invention is a device for loading/unloading vehicle battery modules, said device comprising a housing delimited by walls and configured to receive several modules of a battery, which housing is provided with a hatch. access and in which the modules have a capacity to move in said housing between a position of use in which they are installed in said housing and a loading/unloading position in which they can be grasped from the access hatch. And in which:
- the housing includes one or more guide rails,
- each module is equipped with one or more rolling or sliding elements which cooperate with the rail(s) so that the walls of said module are not in contact with the walls of the housing during its movement between the position of use and loading/unloading position.
Le déplacement des modules est maintenant contrôlé de manière très précise par le ou les rails de guidage. L’installation de ce ou ces rails dans un logement de batterie de véhicule ou dans un logement de batterie d’une borne ou station de recharge peut être réalisée de manière aisée. Il en est de même pour l’installation d’éléments de roulement ou de glissement sur des modules de batterie existants. En outre, dans la mesure où les parois des modules ne sont pas en contact avec les parois du logement lors de leur déplacement, les frottements entre lesdits modules et ledit logement sont réduits, voire nuls. Les modules peuvent ainsi être très facilement déplacés, sans qu’il soit nécessaire d’utiliser des actionneurs puissants et/ou encombrants.The movement of the modules is now controlled very precisely by the guide rail(s). The installation of this or these rails in a vehicle battery housing or in a battery housing of a charging terminal or station can be carried out easily. The same applies to the installation of rolling or sliding elements on existing battery modules. Furthermore, to the extent that the walls of the modules are not in contact with the walls of the housing during their movement, the friction between said modules and said housing is reduced, or even zero. The modules can thus be moved very easily, without the need to use powerful and/or bulky actuators.
D’autres caractéristiques avantageuses de l’invention sont listées ci-dessous. Chacune de ces caractéristiques peut être considérée seule ou en combinaison avec les caractéristiques remarquables définies ci-dessus. Chacune de ces caractéristiques contribue, le cas échéant, à la résolution de problèmes techniques spécifiques définis plus avant dans la description et auxquels ne participent pas nécessairement les autres caractéristiques définies ci-dessus. Les caractéristiques suivantes peuvent ainsi faire l’objet, le cas échéant, d’une ou plusieurs demandes de brevet divisionnaires :Other advantageous features of the invention are listed below. Each of these characteristics can be considered alone or in combination with the notable characteristics defined above. Each of these characteristics contributes, where appropriate, to the resolution of specific technical problems defined further in the description and to which the other characteristics defined above do not necessarily contribute. The following characteristics may thus be the subject, where appropriate, of one or more divisional patent applications:
Selon un mode de réalisation, chaque module est de forme parallélépipédique et présente une paroi supérieure, une paroi inférieure et des parois latérales ; la trappe d’accès est conformée aux dimensions de la paroi du module dont la surface est la plus petite.According to one embodiment, each module is of parallelepiped shape and has an upper wall, a lower wall and side walls; the access hatch conforms to the dimensions of the wall of the module whose surface area is the smallest.
Selon un mode de réalisation, le ou les rails de guidage sont agencés ou conformés de manière à ce que le déplacement des modules présente au moins un changement de direction, de sorte à placer la paroi du module qui a la plus petite surface en vis-à-vis de la trappe d’accès lorsque ledit module est dans la position de chargement/déchargement.According to one embodiment, the guide rail(s) are arranged or shaped in such a way that the movement of the modules presents at least one change of direction, so as to place the wall of the module which has the smallest surface area facing each other. opposite the access hatch when said module is in the loading/unloading position.
Selon un mode de réalisation, le ou les rails de guidage sont installés au niveau d’une paroi supérieure du logement ; les éléments de roulement ou de glissement sont installés sur une paroi supérieure de chaque module de sorte que les modules sont suspendus dans ledit logement.According to one embodiment, the guide rail(s) are installed at an upper wall of the housing; the rolling or sliding elements are installed on an upper wall of each module so that the modules are suspended in said housing.
Selon un autre mode de réalisation, le ou les rails de guidage sont installés au niveau d’une paroi inférieure du logement ; les éléments de roulement ou de glissement sont installés sur une paroi inférieure de chaque module.According to another embodiment, the guide rail(s) are installed at a lower wall of the housing; the rolling or sliding elements are installed on a bottom wall of each module.
Selon un autre mode de réalisation, un ou des rails de guidage sont installés au niveau de parois latérales du logement ; des éléments de roulement ou de glissement sont installés sur des parois latérales de chaque module. Dans ce mode de réalisation, chaque module peut également comprendre un ou plusieurs autres éléments de roulement ou de glissement installés sur une paroi supérieure ou inférieure dudit module, lesquels autres éléments sont adaptés pour coopérer avec un ou plusieurs rails transversaux installés au niveau d’une paroi supérieure ou inférieure du logement.According to another embodiment, one or more guide rails are installed at the side walls of the housing; rolling or sliding elements are installed on side walls of each module. In this embodiment, each module can also comprise one or more other rolling or sliding elements installed on an upper or lower wall of said module, which other elements are adapted to cooperate with one or more transverse rails installed at a upper or lower wall of the housing.
Selon un mode de réalisation, le dispositif comprend un tiroir accessible depuis la trappe et dans lequel se place chaque module dans la position de chargement/déchargement.According to one embodiment, the device comprises a drawer accessible from the hatch and in which each module is placed in the loading/unloading position.
Un autre aspect de l’invention concerne un véhicule intégrant un dispositif de chargement/déchargement selon l’une des caractéristiques précédentes.Another aspect of the invention relates to a vehicle integrating a loading/unloading device according to one of the preceding characteristics.
Selon un mode de réalisation, le véhicule comprend un châssis, ledit véhicule comprenant une des caractéristiques suivantes :
- le logement est installé au-dessus du châssis et la trappe est aménagée au-dessus du châssis, ou
- le logement est installé au même niveau que le châssis et la trappe est aménagée en dessous ou au-dessus dudit châssis, les rails (étant agencés pour faire descendre ou monter les modules au niveau de ladite trappe.According to one embodiment, the vehicle comprises a chassis, said vehicle comprising one of the following characteristics:
- the housing is installed above the chassis and the hatch is fitted above the chassis, or
- the housing is installed at the same level as the chassis and the hatch is arranged below or above said chassis, the rails (being arranged to lower or raise the modules at the level of said hatch.
Encore un autre aspect de l’invention concerne une borne de chargement/déchargement de modules de batterie, laquelle borne intègre un dispositif de chargement/déchargement selon l’une des caractéristiques précédentes.Yet another aspect of the invention relates to a battery module charging/discharging terminal, which terminal integrates a loading/unloading device according to one of the preceding characteristics.
D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront mieux à la lecture de la description des modes de réalisation qui vont suivre, en référence aux dessins annexés, réalisés à titre d’exemples indicatifs et non limitatifs et sur lesquels :
Tel qu’utilisé ici, sauf indication contraire, l’éventuelle utilisation des adjectifs ordinaux « premier », « deuxième », etc., pour décrire un objet indique simplement que différentes occurrences d’objets similaires sont mentionnées et n’implique pas que les objets ainsi décrits doivent être dans une séquence donnée, que ce soit dans le temps, dans l'espace, dans un classement ou de toute autre manière. « X et/ou Y » signifie : X seul ou Y seul ou X+Y. D'une manière générale, on appréciera que sur les différents dessins annexés, les objets sont arbitrairement dessinés pour faciliter leur lecture.As used herein, unless otherwise noted, the possible use of the ordinal adjectives "first", "second", etc., to describe an object merely indicates that different occurrences of similar objects are mentioned and does not imply that the Objects so described must be in a given sequence, whether in time, space, classification, or any other way. “X and/or Y” means: X alone or Y alone or X+Y. Generally speaking, it will be appreciated that in the various attached drawings, the objects are arbitrarily drawn to facilitate their reading.
Le dispositif selon l’invention peut être utilisé pour le chargement et/ou le déchargement de modules de batterie depuis un véhicule ou depuis une borne ou station de rechargement.The device according to the invention can be used for loading and/or unloading battery modules from a vehicle or from a charging terminal or station.
Par « véhicule », on entend tout type de véhicule utilisant des batteries, que ce véhicule soit à propulsion électrique ou hybride : véhicule roulant (voiture, camion, moto, vélo, trottinette, …), véhicule volant (avion, hélicoptère, …), véhicule marin (bateau, jet-ski, …). Dans la suite de la description, et par souci de clarté et de concision seulement, il est fait référence à un véhicule automobile, notamment une voiture.By “vehicle”, we mean any type of vehicle using batteries, whether this vehicle is electric or hybrid powered: rolling vehicle (car, truck, motorcycle, bicycle, scooter, etc.), flying vehicle (plane, helicopter, etc.) , marine vehicle (boat, jet-ski, etc.). In the remainder of the description, and for the sake of clarity and conciseness only, reference is made to a motor vehicle, in particular a car.
Par « batterie », on entend une batterie électrique type lithium-ion, une batterie à hydrogène et de manière générale tout type de batterie apte à stocker de l'énergie électrique pour le fonctionnement du véhicule.By “battery”, we mean a lithium-ion type electric battery, a hydrogen battery and generally any type of battery capable of storing electrical energy for the operation of the vehicle.
En se rapportant aux figures 1 et 2, la batterie 1 est constituée de plusieurs modules 101-104(par exemple de 2 à 10 modules) interchangeables. Ces modules sont physiquement indépendants les uns les autres, mais, lorsqu’ils sont connectés entre eux, permettent de délivrer ensemble la puissance électrique requise pour le fonctionnement du véhicule. Selon un mode préféré de réalisation, les modules 101-104sont identiques, chaque module 10iétant de forme parallélépipédique et présentant une paroi supérieure 100, une paroi inférieure 101 et des parois latérales 102, 103. Sur la
Selon un mode de réalisation, chaque module 10iprésente une enveloppe (ou casing en anglais) permettant un fonctionnement individuel et intégrant notamment un système de refroidissement.According to one embodiment, each module 10 i has an envelope (or casing in English) allowing individual operation and notably integrating a cooling system.
Sur la
Le logement 2 est délimité par des parois 20, sa forme étant complémentaire de la batterie 1. Dans le cas d’une voiture V, le logement 2 est préférentiellement situé au-dessus du châssis C. Il peut toutefois être situé au même niveau que le châssis C ou en dessous selon le type et/ou le modèle du véhicule V. Selon un mode préféré de réalisation permettant d’éviter toute modification majeure du véhicule V, ce logement 2 est celui initialement prévu pour la batterie 1. Selon une variante de réalisation, il peut s’agir d’un logement dédié et rapporté dans le véhicule V.Housing 2 is delimited by walls 20, its shape being complementary to battery 1. In the case of a car V, housing 2 is preferably located above chassis C. It can however be located at the same level as the chassis C or below depending on the type and/or model of the vehicle V. According to a preferred embodiment making it possible to avoid any major modification of the vehicle V, this housing 2 is that initially provided for the battery 1. According to a variant of production, it may be a dedicated housing attached to the vehicle V.
Le logement 2 est pourvu d’une trappe d’accès 21 permettant le chargement et le déchargement des modules 101-107. Cette trappe 21 est préférentiellement aménagée sur la carrosserie du véhicule V, sur un côté de celui-ci. La trappe 21 peut toutefois être située ailleurs, par exemple à l’avant, à l’arrière ou sous le véhicule V.Housing 2 is provided with an access hatch 21 allowing loading and unloading of modules 10 1 -10 7 . This hatch 21 is preferably fitted on the bodywork of vehicle V, on one side thereof. The hatch 21 can however be located elsewhere, for example at the front, at the rear or under the vehicle V.
Cette trappe 21 peut s’ouvrir manuellement (type trappe d’accès au réservoir de carburant ou trappe d’accès à une prise de recharge électrique) ou automatiquement, par exemple depuis une commande dédiée installée dans l’habitacle du véhicule V ou par un signal de commande émis à distance, par exemple depuis une borne comme expliqué plus avant dans la description. Selon un mode préféré de réalisation, la trappe d’accès 21 est conformée aux dimensions de la paroi 102 du module qui a la plus petite surface. L’encombrement de la trappe 21 est ainsi réduit au minimum, de sorte qu’elle puisse être facilement intégrée dans un véhicule existant du commerce, notamment sur un côté dudit véhicule.This hatch 21 can open manually (fuel tank access hatch type or access hatch to an electric charging socket) or automatically, for example from a dedicated control installed in the passenger compartment of the vehicle V or by a control signal transmitted remotely, for example from a terminal as explained further in the description. According to a preferred embodiment, the access hatch 21 is conformed to the dimensions of the wall 102 of the module which has the smallest surface area. The bulk of the hatch 21 is thus reduced to a minimum, so that it can be easily integrated into an existing commercial vehicle, in particular on one side of said vehicle.
Les modules 101-107ont une capacité de déplacement dans le logement 2 entre une position d’utilisation dans laquelle ils sont installés dans ledit logement et une position de chargement/déchargement dans laquelle ils sont préhensibles depuis la trappe d’accès 21. Sur les figures 4A, 4B et 4C, les modules 101-106sont en position d’utilisation et le module 107est en position de chargement/déchargement.The modules 10 1 -10 7 have a capacity to move in the housing 2 between a position of use in which they are installed in said housing and a loading/unloading position in which they can be grasped from the access hatch 21. In Figures 4A, 4B and 4C, the modules 10 1 -10 6 are in the use position and the module 10 7 is in the loading/unloading position.
Pour assurer le déplacement des modules 101-107, le logement 2 comprend un ou plusieurs rails de guidage. Ce ou ces rails peuvent être fixés sur les parois internes du logement 2 ou sur ses parois externes. Une fixation sur les parois externes présente l’avantage de ne pas encombrer l’espace interne du logement 2.To ensure the movement of the modules 10 1 -10 7 , the housing 2 includes one or more guide rails. This or these rails can be fixed on the internal walls of housing 2 or on its external walls. Fixing on the external walls has the advantage of not taking up the internal space of housing 2.
Sur les figures 4A, 4B et 4C, le logement 2 comprend deux rails longitudinaux 22a connectés à un rail transversal 22b. Les rails longitudinaux 22a assurent le guidage des modules dans la longueur du logement 2. Le rail transversal 22b assure le guidage des modules dans la largeur du logement, vers la trappe 21.In Figures 4A, 4B and 4C, housing 2 comprises two longitudinal rails 22a connected to a transverse rail 22b. The longitudinal rails 22a ensure the guidance of the modules in the length of the housing 2. The transverse rail 22b ensures the guidance of the modules in the width of the housing, towards the hatch 21.
Selon une caractéristique avantageuse de l’invention qui s’applique à l’ensemble des modes de réalisation, le ou les rails de guidage sont agencés ou conformés de manière à ce que le déplacement des modules présente au moins un changement de direction, de sorte à placer la paroi 102 qui a la plus petite surface en vis-à-vis de la trappe 21 lorsque ledit module est dans la position de chargement/déchargement. Cette caractéristique permet d’avoir une trappe 21 dont l’encombrement est réduit au minimum, de sorte qu’elle puisse être installée aisément dans une zone choisie du véhicule V.According to an advantageous characteristic of the invention which applies to all the embodiments, the guide rail(s) are arranged or shaped in such a way that the movement of the modules presents at least one change of direction, so that to place the wall 102 which has the smallest surface area opposite the hatch 21 when said module is in the loading/unloading position. This characteristic makes it possible to have a hatch 21 whose bulk is reduced to a minimum, so that it can be easily installed in a chosen area of the vehicle V.
Chaque module 101-107est équipé d’un ou plusieurs éléments de roulement ou de glissement 122 qui coopèrent avec le ou les rails 22a, 22b de sorte que les parois 101, 102, 103 dudit module ne soient pas en contact avec les parois du logement 20 lors de son déplacement entre la position d’utilisation et la position de chargement/déchargement. Les éléments 122 peuvent se présenter sous la forme de roues à axe fixe ou multidirectionnel, de galets roulants, de patins de glissement, de billes multidirectionnelles, ou sous toute autre forme convenant à l’homme du métier. Ils peuvent être aisément fixés sur des modules de batteries existants sans qu’il soit nécessaire de modifier leur conception.Each module 10 1 -10 7 is equipped with one or more rolling or sliding elements 122 which cooperate with the rail(s) 22a, 22b so that the walls 101, 102, 103 of said module are not in contact with the walls of the housing 20 during its movement between the use position and the loading/unloading position. The elements 122 can be in the form of wheels with a fixed or multidirectional axis, rolling rollers, sliding pads, multidirectional balls, or in any other form suitable to those skilled in the art. They can be easily attached to existing battery modules without the need to modify their design.
Dans le mode de réalisation des figures 4A, 4B et 4C, les rails 22a, 22b sont installés au niveau d’une paroi supérieure du logement 2 et les éléments 122 sont installés sur les parois supérieures des modules 101-107. Les modules sont ainsi suspendus dans le logement 2. Les éléments 122 sont ici installés à l’intérieur des rails 22a, 22b. Cette solution constructive est particulièrement compacte, simple et peu onéreuse à mettre en œuvre dans des véhicules existants, et permet un guidage très simple des modules 101-107, avec un minimum de frottements.In the embodiment of Figures 4A, 4B and 4C, the rails 22a, 22b are installed at an upper wall of the housing 2 and the elements 122 are installed on the upper walls of the modules 10 1 -10 7 . The modules are thus suspended in housing 2. The elements 122 are here installed inside the rails 22a, 22b. This constructive solution is particularly compact, simple and inexpensive to implement in existing vehicles, and allows very simple guidance of the modules 10 1 -10 7 , with a minimum of friction.
Sur la
Pour le déchargement des modules 101-107, ceux-ci sont d’abord déplacés le long des rails longitudinaux 22a jusqu’à atteindre le rail transversal 22b. Dès que les éléments 122 sont en prise avec le rail transversal 22b, chaque module est déplacé transversalement jusqu’à atteindre la trappe 21.To unload the modules 10 1 -10 7 , they are first moved along the longitudinal rails 22a until they reach the transverse rail 22b. As soon as the elements 122 engage with the transverse rail 22b, each module is moved transversely until it reaches the hatch 21.
Pour le chargement des modules 101-107, ceux-ci sont insérés par la trappe 21 de manière à ce que leurs éléments 122 soient en prise avec le rail transversal 22b. Ils sont ensuite déplacés le long du rail transversal 22b jusqu’à ce que les éléments 122 s’engagent dans les rails longitudinaux 22a. Chaque module est alors déplacé longitudinalement jusqu’à atteindre sa position d’utilisation.For loading the modules 10 1 -10 7 , these are inserted through the hatch 21 so that their elements 122 engage with the transverse rail 22b. They are then moved along the transverse rail 22b until the elements 122 engage in the longitudinal rails 22a. Each module is then moved longitudinally until it reaches its position of use.
Le déplacement des modules 101-107peut être réalisé manuellement ou préférentiellement de manière automatique. Pour ce faire, les éléments 122 peuvent être motorisés de sorte que les modules 101-107puissent se déplacer de manière autonome. Selon un autre mode de réalisation, le logement 2 et/ou les rails 22a, 22b intègrent des actionneurs de type vérins ou convoyeurs adaptés pour déplacer les modules 101-107. Le déplacement automatique des modules 101-107est avantageusement piloté par une unité de commande, par exemple de type ordinateur, processeur, microprocesseurs, CPU (pour Central Processing Unit).The movement of the modules 10 1 -10 7 can be carried out manually or preferably automatically. To do this, the elements 122 can be motorized so that the modules 10 1 -10 7 can move autonomously. According to another embodiment, the housing 2 and/or the rails 22a, 22b integrate cylinder or conveyor type actuators adapted to move the modules 10 1 -10 7 . The automatic movement of the modules 10 1 -10 7 is advantageously controlled by a control unit, for example of the computer type, processor, microprocessors, CPU (for Central Processing Unit).
Dans la variante de la
Dans le mode de réalisation de la
Dans le mode de réalisation des figures 6A et 6B, les rails 22a, 22b sont installés au niveau d’une paroi inférieure du logement 2 et les éléments de 122 sont installés sur les parois inférieures des modules 101-107. Cette solution constructive est particulièrement avantageuse lorsque des contraintes particulières d’installation (par exemple une place réduite) apparaissent au-dessus du logement 2, mais sans contrainte particulière en dessous dudit logement. Une configuration similaire à la
Dans le mode de réalisation des figures 7A, 7B et 7C, les rails longitudinaux 22a sont installés au niveau des parois latérales (c’est-à-dire sur les côtés) du logement 2 et les éléments de 122 sont installés sur les parois latérales des modules 101-107. Cette solution constructive est particulièrement avantageuse lorsque des contraintes particulières d’installation (par exemple une place réduite) apparaissent au-dessus et en dessous du logement 2. Chaque module 101-107peut également comprendre un ou plusieurs autres éléments de roulement ou de glissement 1220 installés sur une paroi supérieure (ou inférieure) dudit module. Ces autres éléments 1220 sont du type précité. Ils permettent d’assurer simplement le changement de direction des modules. Ils sont adaptés pour coopérer avec le rail transversal 22b qui est installé au niveau d’une paroi supérieure (ou inférieure) du logement 2. Lorsqu’un module 107atteint le rail transversal 22b, l’élément 1220 vient en prise avec le rail transversal 22b de sorte que ledit module peut être déplacé transversalement jusqu’à atteindre la trappe 21.In the embodiment of Figures 7A, 7B and 7C, the longitudinal rails 22a are installed at the side walls (i.e. on the sides) of the housing 2 and the elements 122 are installed on the side walls of modules 10 1 -10 7 . This constructive solution is particularly advantageous when particular installation constraints (for example reduced space) appear above and below housing 2. Each module 10 1 -10 7 can also include one or more other rolling or bearing elements. sliding 1220 installed on an upper (or lower) wall of said module. These other elements 1220 are of the aforementioned type. They simply ensure the change of direction of the modules. They are adapted to cooperate with the transverse rail 22b which is installed at an upper (or lower) wall of the housing 2. When a module 10 7 reaches the transverse rail 22b, the element 1220 comes into engagement with the rail transverse 22b so that said module can be moved transversely until reaching the hatch 21.
Dans les modes de réalisation précités, le rail transversal 22b peut être remplacé par un tiroir accessible depuis la trappe 21 et dans lequel se place chaque module dans la position de chargement/déchargement.In the aforementioned embodiments, the transverse rail 22b can be replaced by a drawer accessible from the hatch 21 and in which each module is placed in the loading/unloading position.
Le mode de réalisation des figures 8A et 8B est similaire à celui des figures 7A, 7B et 7C, le logement 2 étant toutefois dépourvu de rail transversal. Les modules 101-107sont ainsi uniquement guidés longitudinalement par les rails 22a, sans changement de direction. Dans cette configuration, la trappe 21 est située dans le prolongement des rails longitudinaux 22a et est conformée aux dimensions de la paroi 103 du module 10 qui a la plus grande surface. Un ou plusieurs rails longitudinaux 22a peuvent être prévus, installés au niveau des parois supérieures ou inférieures ou latérales du logement 2, lesquels rails peuvent venir en complément ou en substitution des rails installés au niveau des parois latérales dudit logement.The embodiment of Figures 8A and 8B is similar to that of Figures 7A, 7B and 7C, the housing 2 however having no transverse rail. The modules 10 1 -10 7 are thus only guided longitudinally by the rails 22a, without change of direction. In this configuration, the hatch 21 is located in the extension of the longitudinal rails 22a and is conformed to the dimensions of the wall 103 of the module 10 which has the largest surface area. One or more longitudinal rails 22a can be provided, installed at the level of the upper or lower or side walls of the housing 2, which rails can complement or replace the rails installed at the level of the side walls of said housing.
La
Le logement 2’ comprend ici deux zones : une première zone 2’A dans laquelle sont stockés des modules rechargés 101R-107Ret une seconde zone 2’B dans laquelle sont stockées les modules déchargés 101-107provenant du véhicule V. Ces deux zones peuvent être situées dans un même plan du logement 2’ ou à des niveaux distincts. Plusieurs autres zones de stockage de modules rechargés et/ou de modules déchargés peuvent être prévues dans la borne B. Chaque zone peut consister en un logement distinct. La borne B peut comporter différentes zones de stockage, chacune associée à un modèle spécifique de module.The housing 2' here comprises two zones: a first zone 2'A in which recharged modules 10 1R -10 7R are stored and a second zone 2'B in which the discharged modules 10 1 -10 7 coming from the vehicle V are stored These two zones can be located in the same plan of housing 2' or on separate levels. Several other storage zones for recharged modules and/or discharged modules can be provided in terminal B. Each zone can consist of a separate housing. Terminal B can have different storage zones, each associated with a specific module model.
Des rails 22’aA, 22’b permettent de guider les modules rechargés 101R-107Rde la borne B vers le véhicule V et des rails 22’aB, 22’b permettent de guider les modules déchargés 101-107du véhicule V vers la borne B.Rails 22'a A , 22'b make it possible to guide the recharged modules 10 1R -10 7R from terminal B towards the vehicle V and rails 22'a B , 22'b make it possible to guide the discharged modules 10 1 -10 7 from vehicle V to terminal B.
Selon un mode préféré de réalisation permettant de simplifier la conception, le rail transversal 22’b est un rail formant interface entre la borne B et le véhicule V et qui est commun aux deux zones 2’A, 2’B. Chaque zone peut toutefois être pourvue de son propre rail formant interface entre la borne B et le véhicule V.According to a preferred embodiment making it possible to simplify the design, the transverse rail 22'b is a rail forming an interface between terminal B and vehicle V and which is common to the two zones 2'A, 2'B. Each zone can, however, be provided with its own rail forming an interface between terminal B and vehicle V.
Selon un mode de réalisation, le rail transversal 22’b est remplacé par un bras ou tunnel de convoyage ne nécessitant pas de coopération avec les éléments de roulement ou de glissement 122. Dans la suite de la description, il est fait uniquement référence à un rail, par souci de clarté et de concision seulement.According to one embodiment, the transverse rail 22'b is replaced by a conveyor arm or tunnel not requiring cooperation with the rolling or sliding elements 122. In the remainder of the description, reference is only made to a rail, for the sake of clarity and brevity only.
Le rail 22’b est avantageusement télescopique et/ou rétractable de façon à être adapté pour se placer en vis-à-vis de la trappe 21 du véhicule V. Ce rail 22’b peut notamment s’escamoter dans la borne B depuis la trappe 21’. Avantageusement, le rail 22’b est monté ajustable en hauteur et/ou en longueur et/ou en largeur de façon à pouvoir s’adapter à la position de la trappe 21 du véhicule V. Cet ajustement peut être réalisé manuellement par un opérateur, ou préférentiellement de manière automatique comme expliqué plus avant dans la description.The rail 22'b is advantageously telescopic and/or retractable so as to be adapted to be placed opposite the hatch 21 of the vehicle V. This rail 22'b can in particular be retracted into the terminal B from the hatch 21'. Advantageously, the rail 22'b is mounted adjustable in height and/or in length and/or in width so as to be able to adapt to the position of the hatch 21 of the vehicle V. This adjustment can be carried out manually by an operator, or preferably automatically as explained further in the description.
Un fonctionnement de la borne B va maintenant être décrit. La borne B intègre toutes les ressources informatiques permettant d’effectuer les fonctionnalités décrites ci-après.An operation of terminal B will now be described. Terminal B integrates all the IT resources enabling the functions described below to be performed.
Le véhicule V stationne au niveau de la borne B, à un emplacement dédié. Un dispositif de reconnaissance 4’ installé sur la borne B permet de détecter la position de la trappe 21 du véhicule V. Le dispositif 4’ peut par exemple consister en une caméra associée à un logiciel de reconnaissance d’objet ou un lecteur optique. À cet effet, comme schématisée sur la
Lorsque la position de la trappe 21 est déterminée par la borne B, le rail 22’b se place en vis-à-vis de ladite trappe qui est en position ouverte. Selon un mode préféré de réalisation, le rail 22’b s’emboîte dans la trappe 21. Le rail 22’b peut se placer automatiquement dans cette position, ou être placé manuellement par un opérateur.When the position of the hatch 21 is determined by terminal B, the rail 22'b is placed opposite said hatch which is in the open position. According to a preferred embodiment, the rail 22'b fits into the hatch 21. The rail 22'b can be placed automatically in this position, or be placed manually by an operator.
Une phase de déchargement des modules 101-107est alors initiée. Le premier module 107est déplacé le long des rails longitudinaux 22a jusqu’à atteindre le rail transversal 22b, puis est déplacé transversalement jusqu’à atteindre la trappe 21. Le module 107est pris en charge par le rail 22’b pour être extrait du véhicule V. Il est ensuite déplacé de manière à ce que ses éléments 122 soient en prise avec les rails longitudinaux 22’aB. Puis le module 107est déplacé dans la zone de recharge 2’B dans laquelle il est rechargé. Ces étapes sont réitérées pour les autres modules 101-106.A phase of unloading the modules 10 1 -10 7 is then initiated. The first module 10 7 is moved along the longitudinal rails 22a until reaching the transverse rail 22b, then is moved transversely until reaching the hatch 21. The module 10 7 is supported by the rail 22'b to be extracted from vehicle V. It is then moved so that its elements 122 engage with the longitudinal rails 22'a B. Then the module 10 7 is moved to the charging zone 2'B in which it is recharged. These steps are repeated for the other modules 10 1 -10 6 .
Lorsque tous les modules 101-107sont extraits du véhicule V, une phase de chargement des modules chargés 10’1R-10’7Rest alors initiée. Un premier module 10’7Rest déplacé le long des rails longitudinaux 22’aAjusqu’à atteindre le rail transversal 22’b. Le module 10’7Rest ensuite déplacé jusqu’à atteindre la trappe 21. Le module 10’7Rest pris en charge par le rail 22b pour être introduit dans le véhicule V. Dès que ses éléments 122’ sont en prise avec le rail transversal 22b, le module 10’7Rest déplacé jusqu’à ce que lesdits éléments s’engagent dans les rails longitudinaux 22a. Le module 10’7Rest alors déplacé longitudinalement jusqu’à atteindre sa position d’utilisation. Ces étapes sont réitérées pour les autres modules rechargés 10’1R-10’6R.When all the modules 10 1 -10 7 are extracted from the vehicle V, a loading phase of the loaded modules 10' 1R -10' 7R is then initiated. A first module 10' 7R is moved along the longitudinal rails 22'a A until reaching the transverse rail 22'b. The 10' 7R module is then moved until it reaches the hatch 21. The 10' 7R module is supported by the rail 22b to be introduced into the vehicle V. As soon as its elements 122' are engaged with the transverse rail 22b, the module 10' 7R is moved until said elements engage in the longitudinal rails 22a. The 10' 7R module is then moved longitudinally until it reaches its position of use. These steps are repeated for the other recharged modules 10' 1R -10' 6R .
Les phases de déchargement/chargement peuvent être exécutées en quelques minutes, de sorte que l’utilisateur du véhicule V n‘a pas à attendre la recharge effective des modules déchargés 101-107, ceux-ci étant simplement remplacés par des modules chargés 10’1R-10’7R.The unloading/loading phases can be carried out in a few minutes, so that the user of vehicle V does not have to wait for the discharged modules 10 1 -10 7 to actually recharge, these being simply replaced by loaded modules. 10' 1R -10' 7R .
Quel que soit le mode de réalisation, le ou les rails 22a, 22b, 22’aA, 22’aB, 22’b peuvent également servir de bus de puissance, ou bus-barre. Dans le cas du véhicule V, ils permettent par exemple de collecter et distribuer la puissance électrique des modules 101-107dans ledit véhicule, notamment au travers de l’unité 3. Dans le cas de la borne B, ils permettent par exemple de distribuer la puissance électrique à chacun des modules déchargés 101-107pour leur rechargement. Les éléments de roulement ou de glissement 122, 1220, 122’ précités peuvent alors être utilisés comme contacts électriques. Dans une variante de réalisation, les modules sont équipés de contacts électriques distincts des éléments de roulement ou de glissement 122, 1220, 122’.Whatever the embodiment, the rail(s) 22a, 22b, 22'a A , 22'a B , 22'b can also serve as a power bus, or bus-bar. In the case of vehicle V, they allow for example to collect and distribute the electrical power of the modules 10 1 -10 7 in said vehicle, in particular through unit 3. In the case of terminal B, they allow for example to distribute electrical power to each of the discharged modules 10 1 -10 7 for their recharging. The aforementioned rolling or sliding elements 122, 1220, 122' can then be used as electrical contacts. In a variant embodiment, the modules are equipped with electrical contacts distinct from the rolling or sliding elements 122, 1220, 122'.
L'agencement des différents éléments et/ou moyens et/ou étapes de l'invention, dans les modes de réalisation décrits ci-dessus, ne doit pas être compris comme exigeant un tel agencement dans toutes les implémentations. En tout état de cause, on comprendra que diverses modifications peuvent être apportées à ces éléments et/ou moyens et/ou étapes, sans s'écarter de l'esprit et de la portée de l'invention.The arrangement of the different elements and/or means and/or steps of the invention, in the embodiments described above, should not be understood as requiring such an arrangement in all implementations. In any case, it will be understood that various modifications can be made to these elements and/or means and/or steps, without departing from the spirit and scope of the invention.
En outre, une ou plusieurs caractéristiques exposées seulement dans un mode de réalisation peuvent être combinées avec une ou plusieurs autres caractéristiques exposées seulement dans un autre mode de réalisation. De même, une ou plusieurs caractéristiques exposées seulement dans un mode de réalisation peuvent être généralisées aux autres modes de réalisation, même si ce ou ces caractéristiques sont décrites seulement en combinaison avec d’autres caractéristiques.Additionally, one or more features set forth only in one embodiment may be combined with one or more other features set forth only in another embodiment. Likewise, one or more characteristics presented only in one embodiment can be generalized to other embodiments, even if this or these characteristics are described only in combination with other characteristics.
Claims (10)
c aractérisé en ce que :
- le logement (2, 2’) comprend un ou plusieurs rails de guidage (22a, 22b, 22’aA, 22’aB, 22’b),
- chaque module (101-107, 10’1R-10’7R) est équipé d’un ou plusieurs éléments de roulement ou de glissement (122, 122’) qui coopèrent avec le ou les rails (22a, 22b, 22’aA, 22’aB, 22’b) de sorte que les parois (101, 102, 103) dudit module ne soient pas en contact avec les parois du logement (2, 2’) lors de son déplacement entre la position d’utilisation et la position de chargement/déchargement.Device for loading/unloading vehicle battery modules, said device comprising a housing (2, 2') delimited by walls (20, 20') and configured to receive several modules (10 1 -10 7 , 10' 1R - 10' 7R ) of a battery (1), which housing is provided with an access hatch (21, 21'), and in which the modules (10 1 -10 7 , 10' 1R -10' 7R ) have a capacity for movement in said housing between a position of use in which they are installed in said housing and a loading/unloading position in which they can be grasped from the access hatch (21, 21'),
c characterized in that:
- the housing (2, 2') comprises one or more guide rails (22a, 22b, 22'a A , 22'a B , 22'b),
- each module (10 1 -10 7 , 10' 1R -10' 7R ) is equipped with one or more rolling or sliding elements (122, 122') which cooperate with the rail(s) (22a, 22b, 22 'a A , 22'a B , 22'b) so that the walls (101, 102, 103) of said module are not in contact with the walls of the housing (2, 2') during its movement between the position of use and the loading/unloading position.
- chaque module (101-107, 10’1R-10’7R) est de forme parallélépipédique et présente une paroi supérieure (100), une paroi inférieure (101) et des parois latérales (102, 103),
- la trappe d’accès (21, 21’) est conformée aux dimensions de la paroi (102) du module (101-107, 10’1R-10’7R) dont la surface est la plus petite.Device according to claim 1, in which:
- each module (10 1 -10 7 , 10' 1R -10' 7R ) is of parallelepiped shape and has an upper wall (100), a lower wall (101) and side walls (102, 103),
- the access hatch (21, 21') conforms to the dimensions of the wall (102) of the module (10 1 -10 7 , 10' 1R -10' 7R ) whose surface area is the smallest.
- le ou les rails de guidage (22a, 22b, 22’aA, 22’aB, 22’b) sont installés au niveau d’une paroi supérieure du logement (2, 2’),
- les éléments de roulement ou de glissement (122, 122’) sont installés sur une paroi supérieure de chaque module (101-107, 10’1R-10’7R) de sorte que les modules sont suspendus dans ledit logement.Device according to one of claims 1 to 3, in which:
- the guide rail(s) (22a, 22b, 22'a A , 22'a B , 22'b) are installed at an upper wall of the housing (2, 2'),
- the rolling or sliding elements (122, 122') are installed on an upper wall of each module (10 1 -10 7 , 10' 1R -10' 7R ) so that the modules are suspended in said housing.
- le ou les rails de guidage (22a, 22b, 22’aA, 22’aB, 22’b) sont installés au niveau d’une paroi inférieure du logement (2, 2’),
- les éléments de roulement ou de glissement (122, 122’) sont installés sur une paroi inférieure de chaque module (101-107, 10’1R-10’7R).Device according to one of claims 1 to 3, in which:
- the guide rail(s) (22a, 22b, 22'a A , 22'a B , 22'b) are installed at a lower wall of the housing (2, 2'),
- the rolling or sliding elements (122, 122') are installed on a lower wall of each module (10 1 -10 7 , 10' 1R -10' 7R ).
- un ou des rails de guidage (22a, 22b, 22’aA, 22’aB, 22’b) sont installés au niveau de parois latérales du logement (2, 2’),
- des éléments de roulement ou de glissement (122, 122’) sont installés sur des parois latérales de chaque module (101-107, 10’1R-10’7R).Device according to one of claims 1 to 5, in which:
- one or more guide rails (22a, 22b, 22'a A , 22'a B , 22'b) are installed at the level of the side walls of the housing (2, 2'),
- rolling or sliding elements (122, 122') are installed on the side walls of each module (10 1 -10 7 , 10' 1R -10' 7R ).
- le logement (2) est installé au-dessus du châssis (C) et la trappe (21) est aménagée au-dessus du châssis, ou
- le logement (2) est installé au même niveau que le châssis (C) et la trappe (21) est aménagée en dessous ou au-dessus dudit châssis, les rails (22a, 22b) étant agencés pour faire descendre ou monter les modules (101-107) au niveau de ladite trappe.Vehicle according to claim 8 comprising a chassis (C), said vehicle comprising one of the following characteristics:
- the housing (2) is installed above the chassis (C) and the hatch (21) is fitted above the chassis, or
- the housing (2) is installed at the same level as the chassis (C) and the hatch (21) is arranged below or above said chassis, the rails (22a, 22b) being arranged to lower or raise the modules (10 1 -10 7 ) at the level of said hatch.
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